泡沫轻质土回填管道沟槽路面表层动力响应研究

市政道路下伏管道沟槽常采用土、砂子、碎石等传统散体材料回填,由于沟槽空间受限,压实度难以满足设计要求,管道破损渗漏或交通荷载作用下,容易造成路面开裂,甚至塌陷。泡沫轻质土具有轻质、高强、自密实、抗渗漏等特性,可以将其应用于管道沟槽回填工程。为了研究泡沫轻质土回填管道沟槽的路面动力响应特性,以振动加速度和动位移为动力响应指标,开展泡沫轻质土回填段和中砂回填段的路面动力响应现场试验。试验车速分别为20,40和60 km/h,车重分别为空载、半载、满载,共9种试验工况。研究结果表明,泡沫轻质土回填区段测点振动加速度最大值、动位移最大值分别为31.93 mm/s²、6.23μm,而中砂回填区段分别为35.79 mm/s²、6.90μm。振动加速度峰值、动位移峰值均随车重、车速的增加而增大。车重由空载变为满载时,泡沫轻质土回填区段测点动位移峰值变化幅度仅为中砂回填区段测点的15.2%～51.0%;车速由20 km/h增加至60 km/h时,动位移峰值变化幅度为中砂回填区段测点的16.8%～66.8%。泡沫轻质土回填区段振动加速度峰值衰减率、动位移峰值衰...     

超高回填明洞设计探讨

由于超高回填明洞设计缺乏理论指导及既有工程实例作为参考,对其研究具有重要的工程实际意义。通过数值模拟及理论分析对明挖法和盖挖法明洞工程结构受力进行了对比分析,结论如下:2种施工方法明洞结构受力有着本质的不同,明挖法竖向土压力为静止土压力,盖挖法竖向土压力为主动土压力;由于受力、结构的限制,明挖法修建超高回填明洞是不可行的;盖挖法超高回填明洞竖向压力大大减小,其值不受回填土高度变化影响,是修建超高回填明洞的有效方法。     

铁路路堑型明洞顶部垂直土压力的研究

由于受到地形限制或平山造地政策的影响,浅埋明洞回填深度可能较大。而规范中的土柱法仅适用于回填高度较低的情况且并未对回填土高度做出明确规定,所以简单使用土柱法已经不能满足工程安全与经济的要求。为明确明洞回填土荷载,基于Marston理论考虑明洞拱部上方内外土柱变形差异以及偏压回填情况,建立路堑型明洞拱顶垂直土压力计算模型和计算公式,给出不同埋深土压力系数的取值,理论计算与有限元结果相吻合。研究结果表明:路堑型明洞拱顶垂直土压力变化趋势为先增大后减小;埋深大于10 m时,路堑对称型明洞拱部垂直土压力的分布规律不再随埋深改变而发生变化;路堑偏压型的分布规律则随埋深变化而变化,埋深增大两侧土压力分布系数差值越小。     

泡沫轻质土在高填帮宽路基中的应用

以商合杭(商丘—合肥—杭州)高速铁路肥东站高填帮宽路基为依托,经现场试验和数值模拟研究,对比了常规填料和泡沫轻质土帮宽时既有线和新建线路的附加应力和附加沉降变形情况.结果表明:泡沫轻质土应用于高填帮宽路基,在新老路堤搭接处产生的附加应力、附加沉降分别比采用普通填料帮宽降低了58.2％、70.3％,最大差异沉降1.6‰;...     

重载铁路泡沫轻质土路基结构变形试验研究

提出了一种适用于重载铁路的泡沫轻质土路基结构,对泡沫轻质土物理力学性质进行了试验研究。建立35～40 t轴作用下重泡沫轻质土路基结构有限元模型,计算分析了路基动荷载的幅值、分布、传递规律、作用深度。在室内开展了泡沫轻质土路基结构实尺模型试验,结果表明,在大荷载疲劳条件下,动变形小于0. 36 mm,累积变形小于0. 80 mm。泡沫轻质土路基结构性能较好,具有较为稳定的抵抗变形的能力。     

沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算方法

针对明洞洞顶垂直土压力计算公式的不足,综合考虑大、小边坡坡角,推导沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算公式。采用荷载等效方法,将数值计算的明洞顶土压力的抛物线型分布荷载转化为均布荷载,与统一公式计算得到的均布荷载进行对比,验证统一计算方法的正确性。取20°的小坡角沟槽,利用统一计算方法研究填料性质、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性对土压力的影响。结果表明:小坡角沟槽情况下,填土内摩擦角、黏聚力以及沟槽与明洞宽度比对明洞洞顶土压力基本无影响;填土模量增大可以减小土体压缩相对变形量,减轻明洞洞顶应力集中现象。因此,在实际小坡角沟槽明洞工程中,应尽量提高土体压实度,减小明洞结构受力。     

气泡混合轻质土在奥运通道中填土减荷的工程实践

研究目的：探讨气泡混合轻质土的设计及施工等方面的问题。研究方法：通过北京奥林匹克公园地下通道气泡混合轻质土的工程实践，介绍了气泡混合轻质土的基本特性、填土减荷设计、配合比参数、关键工艺、质量控制及检测技术，并对工程实测结果进行了分析。研究结果：利用气泡混合轻质土填土减荷效果良好，其容重在浸水条件下虽有较大增加，但没有超过设计要求范围，满足了通道设计荷载要求。研究结论：利用气泡混合轻质土的轻质性进行减荷设计，效果明显，气泡混合轻质土用于地面的下基坑等回填时，亦适用于地下水浸泡范围内的填土，有着非常广泛的应用前景和社会效益。     

泡沫轻质土在杭州东站软土路基地基处理中的应用

为解决铁路杭州东站站房空间受限软土路基工后沉降及填筑压实两个难题。针对场地施工作业面狭小、工况复杂和常规的加固方法不能满足工程需要的特点,经过综合比选,将泡沫轻质土这种新型材料应用于处理铁路深厚层软土路基。通过对软土地基的沉降监测,采用泡沫轻质土置换技术可以有效减小基底附加应力,能大幅减少路基工后沉降,同时,能解决狭小空间填筑压实困难。研究表明,泡沫轻质土置换加固是一种有效的软土路基处理方法,具有广阔的应用前景。     

泡沫轻质土在杭州东站软土路基地基处理中的应用

为解决铁路杭州东站站房空间受限软土路基工后沉降及填筑压实两个难题。文章针对场地施工作业面狭小、工况复杂和常规的加固方法不能满足工程需要的特点,经过综合比选,将泡沫轻质土这种新型材料应用于处理铁路深厚层软土路基。通过对软土地基的沉降监测采用泡沫轻质土置换技术可以有效减小基底附加应力,能大幅减少路基工后沉降,同时,能解决狭小空间填筑压实困难。研究表明,泡沫轻质土置换加固是一种有效的软土路基处理方法,具有广泛的应用前景。     

泡沫轻质土在杭州东站软土路基地基处理中的应用

为解决铁路杭州东站站房空间受限软土路基工后沉降及填筑压实两个难题。文章针对场地施工作业面狭小、工况复杂和常规的加固方法不能满足工程需要的特点,经过综合比选,将泡沫轻质土这种新型材料应用于处理铁路深厚层软土路基。通过对软土地基的沉降监测采用泡沫轻质土置换技术可以有效减小基底附加应力,能大幅减少路基工后沉降,同时,能解决狭小空间填筑压实困难。研究表明,泡沫轻质土置换加固是一种有效的软土路基处理方法,具有广泛的应用前景。     

35~40t轴重铁路泡沫轻质土路桥过渡段力学特性试验研究

依托美国交通技术中心(TTCI)加速试验线(FAST)中的大轴重环线(HTL),通过实尺实车试验,分析泡沫轻质土路桥过渡段在大轴重实载列车动力作用下的应力传递规律和动态响应特性。研究结果表明:泡沫轻质土路桥过渡段动应力水平满足路基结构设计要求;列车轴重和列车行车速度对轻质土路基结构动应力影响较小;泡沫轻质土路桥过渡段动位移对深度较敏感,对列车行车速度相对敏感,对列车轴重较不敏感;泡沫轻质土路桥过渡段动态响应性能良好,整体动态服役性能较好,满足重载铁路各设计参数的要求。     

高速铁路泡沫轻质土路基施工关键控制技术

针对泡沫轻质土这一轻质高强的高速铁路新型路基材料,研究其强度形成机理、路基控制标准与要求。结合一高速铁路路基帮填泡沫轻质土工程施工案例,得出泡沫轻质土路基施工关键参数。泡沫轻质土强度形成过程分为初始阶段、反应阶段、硬化阶段3个过程。通过原材料检验、工艺性试验、浇筑过程中控制与工艺改进等措施,确保浇筑的泡沫轻质土能够满足高速铁路路基对材料性能、结构形式、受力特征、耐久性指标的要求,从而提出了一套适用于高速铁路路基泡沫轻质土的理论和技术。     

泡沫轻质土的浸水性能试验研究

通过对湿密度400~1 000 kg/m~3泡沫轻质土试样进行浸水、吸水和抗浮试验,研究了浸水条件下结构物所受浮力的变化规律和作为填充物时泡沫轻质土的抗浮能力与吸水能力。结果表明:当泡沫轻质土逐渐浸水至全部淹没,对上部结构产生的最大浮力与湿密度呈下开口的抛物线关系,当湿密度为700 kg/m~3时浮力最大;泡沫轻质土逐渐吸水使自身密度增加,对上部结构产生的浮力逐渐减少;作为填充材料且上部无结构重物时,为使泡沫轻质土不产生上浮,初始浸水体积与总体积的比值应小于一定的限值,此限值与湿密度呈线性关系;设计时应充分考虑水的作用时间;底部接触水面时,泡沫轻质土会从底部吸水从而使自身质量增加,质量吸水率随湿密度增大而减小。     

张唐铁路观景台隧道露拱段施工技术

张家口至唐山铁路观景台隧道出口段谷壑较多,根据线路设计DK349+782—DK349+797 m段拱顶露出地面,经方案比选,最终确定采用明洞暗挖法施工,即先清理该段表层土,回填修整形成套拱土模,随后安装型钢拱架绑扎钢筋,浇筑混凝土完成套拱施作,最后在其保护下进行三台阶七步开挖法掘进施工。施工实践表明:套拱的提前施作避免了路堑式明洞方案的工序交叉和开挖方法转换,保证了施工安全和进度,节约了成本,可为类似工程提供借鉴。     

铁路路基工程现浇泡沫轻质土力学特性研究

为研究现浇泡沫轻质土的基本力学特性,结合铁路杭州东站软土路基地基处理工程,配制不同配合比的泡沫轻质土,分别开展了浸水状态泡沫轻质土的密度增重试验及抗压强度试验。采用最优配合比的轻质土,开展直剪、无侧限抗压强度、三轴抗压强度、压缩固结试验及现场平板载荷试验,检测泡沫轻质土的力学指标。通过对试验结果分析,探讨了浸水与轻质土密度的关系,总结了泡沫轻质土的变形破坏特征及应力应变规律。研究表明:泡沫轻质土既不同于一般黏性土,也有别于普通混凝土,其各项指标均满足铁路软土路基地基处理设计要求。泡沫轻质土作为一种新型材料具有良好的应用前景,研究成果可以为类似工程提供借鉴和参考。     

高填方双层衬砌式明洞土压力和结构内力特性研究

采用现场测试和数值分析方法对高填方双层衬砌明洞的土压力和结构内力进行研究,分析明洞上方和两侧土体的沉降差分布,结果表明:明洞垂直土压力系数在回填过程中先增大再减小最后趋于稳定,明洞上方与两侧土体沉降差使其土压力值高于土体自重;在相同的填方高度下,基础刚度对明洞荷载有较大影响,混凝土大坝基础明洞的土压力系数可达基岩基础明洞的1.5倍以上,内外侧土柱沉降差前者达到后者的6倍。在回填土达到拱顶前,衬砌结构内力变化缓慢,回填土达到拱顶后结构内力线性增大,且混凝土大坝基础明洞轴力值达到基岩基础明洞的1.2～1.6倍,弯矩值则为1.6～2.4倍;此外,外层和内层衬砌的轴力比与二者的厚度比基本一致,轴力分配与组合梁类似。     

高速铁路泡沫轻质土路基帮宽施工关键技术

针对既有高速铁路路基帮宽工程中的差异沉降和偏移难题,提出了浇筑泡沫轻质土的解决方案。从泡沫轻质土路基结构设计和湿密度设计2方面来控制沉降变形,根据现场具体情况分析水化热产生的原因并加以控制,提出远距离浇筑的具体办法和措施。施工前材料进场时、施工中计量和浇筑过程中、硬化后均应对泡沫轻质土进行质量检验和验收。     

铁路隧道二次衬砌脱空原因分析及防治措施

通过对铁路隧道二次衬砌背后脱空原因分析,从隧道开挖、初期支护、防水板施作、混凝土浇筑、拱顶注浆回填质量控制以及二次衬砌质量检测等方面提出针对性预防措施,并就二次衬砌脱空问题提出具体处理措施,对加强铁路隧道施工质量控制,确保铁路运营安全具有重要意义。     

落石冲击下单压式拱形明洞的回填方式

为了解不同回填方式对拱形明洞结构受力的影响,利用动力有限元法,以客专双线单压式拱形明洞为研究对象,分别取混凝土、夯填土石、黏土、堆积土4种填充材料,对拱圈与耳墙间、耳墙外侧、拱顶上部进行4种不同方式的回填,并与不回填组成5种工况,模拟落石冲击下明洞结构的力学响应,对比分析拱顶、拱肩、拱脚、耳墙及仰拱等部位的应力、位移和地基反力;对各工况下的不同部位的应力、位移及基底反力进行打分,将每一工况对应的各项得分相加得到总分,根据总分对各工况进行综合评价。结果表明:在拱圈与耳墙之间采用混凝土填充,对落石冲击的缓冲和自重下结构的受力,都要优于采用夯填土石或黏土,但应注意保证耳墙基底地基承载力;当耳墙外侧有堆积土回填时,结构受力明显改善,但耳墙基底反力有所增大;相对于采用较坚硬的夯填土石或混凝土,拱顶上部采用较松软的黏土作为缓冲材料,更有利于结构拱顶部位的受力,但不利于耳墙侧拱脚和仰拱受力。     

隧道边仰坡滑塌处治及二次进洞施工技术实例研究

以太真隧道工程为例,采用现场调查、数值模拟和现场监测技术,针对隧道进洞施工过程中的边仰坡滑塌机理、处治措施以及二次进洞技术开展研究。研究结果表明:软弱地层条件下,强降雨是诱发依托工程边仰坡滑塌的主要原因。雨水下渗弱化岩土体强度,在隧道进洞施工扰动下,形成贯通性塑性带,进而导致山体大范围坍塌。综合考虑滑塌体本身的稳定性以及隧道再次进洞施工的扰动影响,系统性地提出边仰坡处治以及隧道二次进洞方案,包括:适度清除坍塌体、局部刷方减重+抗滑桩、锚索(杆)加固以及反压回填的边仰坡防护措施;基坑明洞法穿越坍塌体、浅埋暗挖法(加强支护结构和采用双侧壁导坑开挖法)穿越塌方影响段的隧道二次进洞施工技术。数值模拟和现场实测均表明,经综合处治后的边仰坡在隧道二次进洞过程中处于稳定状态,上述方案是可靠的。